塑料的介紹

塑料是以單體為原料，通過加聚或縮聚反應(yīng)聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，俗稱塑料(plastics)或樹脂(resin)，可以自由改變成分及形體樣式，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。

塑料的主要成分是樹脂。樹脂這一名詞最初是由動(dòng)植物分泌出的脂質(zhì)而得名，如松香、蟲膠等，樹脂是指尚未和各種添加劑混合的高分子化合物。樹脂約占塑料總重量的40%～100%。塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性，但添加劑也起著重要作用。有些塑料基本上是由合成樹脂所組成，不含或少含添加劑，如有機(jī)玻璃、聚苯乙烯等。

所謂塑料，其實(shí)它是合成樹脂中的一種，形狀跟天然樹脂中的松樹脂相似，經(jīng)過化學(xué)手段進(jìn)行人工合成，而被稱之為塑料。

塑料的主要特性

大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)性穩(wěn)定，不會(huì)銹蝕；

耐沖擊性好；

具有較好的透明性和耐磨耗性；

絕緣性好，導(dǎo)熱性低；

一般成型性、著色性好，加工成本低；

大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；

尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；

多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆，容易老化；

某些塑料易溶于溶劑。

塑料可區(qū)分為熱固性與熱塑性二類，前者無法重新塑造使用，后者可以再重復(fù)生產(chǎn)。熱可塑性其物理延伸率較大，一般在50%~500%。在不同延伸率下力不完全成線性變化。對(duì)于塑料研發(fā)機(jī)構(gòu)或企業(yè)都有歐標(biāo)儀器的塑料拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)。

塑料不同性能決定了其在生活在工業(yè)中的用途，隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)塑料改性一直沒有停止過研究。希望不遠(yuǎn)的將來，塑料通過改性后的可以有更廣泛的應(yīng)用，甚至可代替鋼鐵等材料并對(duì)環(huán)境不再污染。

分子結(jié)構(gòu)

基本有兩種類型：第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬于線型結(jié)構(gòu)。有些高分子雖然分子間有交聯(lián)，但交聯(lián)較少，稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于體型結(jié)構(gòu)。

兩種不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出兩種相反的性能。線型結(jié)構(gòu)，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。

材料特性

〈1〉 耐化學(xué)侵蝕

〈2〉 具光澤，部份透明或半透明

〈3〉 大部分為良好絕緣體

〈4〉 質(zhì)量輕且堅(jiān)固

〈5〉 加工容易可大量生產(chǎn)，價(jià)格便宜

〈6〉 用途廣泛、效用多、容易著色、部分耐高溫

優(yōu)點(diǎn)

1．大部分塑料的抗腐蝕能力強(qiáng)，不與酸、堿反應(yīng)。

2．塑料制造成本低。

3．耐用、防水、質(zhì)輕。

4．容易被塑制成不同形狀。

5．是良好的絕緣體。

6．塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。

缺點(diǎn)

1.回收利用廢棄塑料時(shí)，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不合算。

2.塑料容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒氣體。例如聚苯乙烯燃燒時(shí)產(chǎn)生甲苯，這種物質(zhì)少量會(huì)導(dǎo)致失明，吸入有嘔吐等癥狀，PVC燃燒也會(huì)產(chǎn)生氯化氫有毒氣體，除了燃燒，就是高溫環(huán)境，會(huì)導(dǎo)致塑料分解出有毒成分，例如苯等。

3.塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。

4.塑料埋在地底下幾百年、幾千年甚至幾萬年也不會(huì)腐爛。

5.塑料的耐熱性能等較差，易于老化。

6.由于塑料的無法自然降解性，它已成為人類的第一號(hào)敵人，也已經(jīng)導(dǎo)致許多動(dòng)物死亡的悲劇。比如動(dòng)物園的猴子，鵜鶘，海豚等動(dòng)物，都會(huì)誤吞游客隨手丟的1號(hào)塑料瓶，最后由于不消化而痛苦地死去；望去美麗純凈的海面上，走近了看，其實(shí)飄滿了各種各樣的無法為海洋所容納的塑料垃圾，在多只死去海鳥樣本的腸子里，發(fā)現(xiàn)了各種各樣的無法被消化的塑料。

塑料的加工工藝

成型定義

塑料的成型加工是指由合成樹脂制造廠制造的聚合物制成最終塑料制品的過程。加工方法（通常稱為塑料的一次加工）包括壓塑（模壓成型）、擠塑（擠出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、壓延等。

吸塑

用吸塑機(jī)將片材加熱到一定溫度后，通過真空泵產(chǎn)生負(fù)壓將塑料片材吸附到模型表面上，經(jīng)冷卻定型而轉(zhuǎn)變成不同形狀的泡罩或泡殼。

壓塑

壓塑也稱模壓成型或壓制成型，壓塑主要用于酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性塑料的成型。

擠塑

擠塑又稱擠出成型，是使用擠塑機(jī)（擠出機(jī)）將加熱的樹脂連續(xù)通過模具，擠出所需形狀的制品的方法。擠塑有時(shí)也有于熱固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。擠塑的優(yōu)點(diǎn)是可擠出各種形狀的制品，生產(chǎn)效率高，可自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)；缺點(diǎn)是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工，制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。

注塑

注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機(jī)（或稱注射機(jī)）將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動(dòng)化，能成型形狀復(fù)雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。缺點(diǎn)是設(shè)備及模具成本高，注塑機(jī)清理較困難等。

吹塑

吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹脂型坯吹脹為空心制品的一種方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。

壓延

壓延是將樹脂和各種添加劑經(jīng)預(yù)期處理（捏合、過濾等）后通過壓延機(jī)的兩個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材，隨后從壓延機(jī)輥筒上剝離下來， 再經(jīng)冷卻定型的一種成型方法。壓延是主要用于聚氯乙烯樹脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。

發(fā)泡成型

發(fā)泡材料（PVC，PE和PS等）中加入適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑，使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔結(jié)構(gòu)分為開孔泡沫塑料（覺大多數(shù)氣孔互相連通）和閉孔泡沫塑料（絕大多數(shù)氣孔是互相分隔的），這主要是由制造方法（分為化學(xué)發(fā)泡，物理發(fā)泡和機(jī)械發(fā)泡）決定的。

燈具塑料外殼材料

傳統(tǒng)的燈具，由于傳統(tǒng)光源發(fā)熱量大，燈具外殼一般都采用耐熱性較高的金屬和玻璃材料。隨著光源科技的發(fā)展，低發(fā)熱、高光效、長壽命光源（如冷陰極光源、 LED 光源、等離子體冷光源等）的日趨成熟，燈具外殼所適用的材料品種越來越多。由于聚合物材料具有透光性好、耐水性強(qiáng)、不易破碎、易成型、易著色、耐老化、重量輕、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于燈具外殼。

目前市場(chǎng)上常用的燈具塑料外殼所選用的聚合物材料主要為增強(qiáng)改性聚氯乙烯合金（ PVC 合金）、聚碳酸脂（ PC ）、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA- 壓克力）、聚氯乙烯（ PVC ）、聚苯乙烯（ PS ）、聚乙烯（ PE ）。不同聚合物材料在燈具外殼上使用的優(yōu)缺點(diǎn)：

一、增強(qiáng)改性聚氯乙烯合金（ PVC合金）

優(yōu)點(diǎn)： 1 、化學(xué)穩(wěn)定性好：耐酸堿和化學(xué)腐蝕，是以上所有聚合物材料中化學(xué)穩(wěn)定性最好的塑料。2 、阻燃極佳：由于聚氯乙烯塑料中還有鹵素——氯元素，是一種極佳的阻燃元素，通常氧指數(shù) >32% 、燃燒等級(jí) FV-0 級(jí)，是以上所有聚合物材料中阻燃性能最好的塑料。3 、壽命長：由于 PVC 有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，所以即使在戶外使用也不會(huì)老化，戶外使用壽命長達(dá) 20 年以上，是上述所有聚合物材料中壽命最長的塑料。4 、耐低溫性能好：改性聚氯乙烯合金是采用 PVC 樹脂和具有較好耐低溫的合成材料進(jìn)行共混改性使 PVC 合金的耐低溫性得到很大改善，其正常使用溫度可達(dá) -30 ℃ 以下。5 、抗沖擊強(qiáng)度高：改性 PVC 合金采用 PVC 樹脂添加耐低溫的合成材料和抗沖劑共混改性使其抗沖性能得到很大的提高。 6 、透光性好：由于 PVC 本身具有很高的透明度，同時(shí)添加了透明的改性材料，可生產(chǎn)出透明的 PVC 塑料。7 、塑料無應(yīng)力開裂和室溫蠕變性：不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂和自變形現(xiàn)象。8 、防水處理時(shí)與膠水結(jié)合性能好：由于 PVC 的極性較強(qiáng)，通常的膠粘劑也都有很強(qiáng)的極性，因此兩者相融性好，在做防水處理時(shí)，水密性和氣密性特別好。它與有機(jī)硅類膠粘劑、環(huán)氧樹脂、聚胺脂等都有極佳的相融性。

缺點(diǎn)：1 、透明度不及 PMMA 、 PC 、 PS ，但優(yōu)于 PE 、 PVC 。2 、耐磨性不及 PMMA 、 PC ，但優(yōu)于 PS 、 PVC 、 PE 。 3 、加工成型性不及 PE 、 PS 、 PMMA ，與 PC 、 PVC 相當(dāng)。4 、耐高溫性不理想，它只能在 70 ℃ 以下長期使用。

二、聚碳酸脂（ PC）

優(yōu)點(diǎn)： 1 、耐高低溫性良好：它可以在 -60 ℃ — 120 ℃ 之間長期使用，是以上所有聚合物材料中耐高低溫最佳的塑料。 2 、抗沖、拉伸、彎曲、壓縮強(qiáng)度高：是以上所有聚合物材料中耐高低溫最佳的塑料。 3 、阻燃性能較好：它是一種緩燃性塑料，阻燃性比 PVC 合金和 PVC 差外，都好于其他幾種塑料，適用于燈具的阻燃要求。 4 、透明度較好：可以與 PMMA 和 PS 相當(dāng)。

缺點(diǎn)： 1 、耐紫外線、強(qiáng)堿、氧化性酸、有機(jī)溶劑較差：在戶外使用較易老化，使用壽命短。 2 、長期與水接觸，容易水解，造成開裂，特別不適用于戶外和潮濕的環(huán)境使用。 3 、抗疲勞強(qiáng)度差，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，在使用時(shí)不宜對(duì)它有長期壓力、張力等力的作用，否則容易開裂。4 、加工性能較差，加工成本高。 5 、聚合物的價(jià)格較貴，成本較高。

三、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA-壓克力）

優(yōu)點(diǎn)： 1 、透明性極好，有利于燈具透光，燈具外觀美觀。 2 、耐磨性極佳，是所有以上聚合物材料中耐磨性最好的。 3 、有一定的耐高低溫性能，耐高溫性能僅次于 PC ，好于其他幾種塑料。 4 、具有較好的抗沖擊性能。 5 、加工性能較好、加工成本較低。

缺點(diǎn)： 1 、有室溫蠕變性：在正常使用情況下會(huì)使燈具外殼變形。 2 、阻燃性極差：是一種極易燃燒的塑料，用于燈具可能會(huì)造成嚴(yán)重的火災(zāi)事故。 3 、有應(yīng)力開裂現(xiàn)象：當(dāng)在長時(shí)間的壓力或張力下，會(huì)產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。 4 、硬度較差：在加工成燈具外殼后，不利于運(yùn)輸和堆放，容易變形、破裂。 5 、耐氧化、耐紫外線性能較差：在戶外長期使用，會(huì)產(chǎn)生老化、開裂現(xiàn)象。

四、聚氯乙烯（ PVC）

優(yōu)點(diǎn)： 1 、化學(xué)穩(wěn)定性好：耐酸堿和化學(xué)腐蝕。 2 、阻燃極佳：由于聚氯乙烯塑料中還有鹵素——氯元素，是一種極佳的阻燃元素，通常氧指數(shù) >32% 、燃燒等級(jí) FV-0 級(jí)，是以上所有聚合物材料中阻燃性能最好的塑料。 3 、壽命長：由于 PVC 有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，所以即使在戶外使用也不會(huì)老化，在適合溫度范圍內(nèi)，戶外使用壽命長達(dá) 20 年以上。 4 、透光性好：由于 PVC 本身具有很高的透明度，同時(shí)添加了透明的改性材料，可生產(chǎn)出透明的 PVC 塑料。 5 、塑料無應(yīng)力開裂和室溫蠕變性：不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂和自變形現(xiàn)象。 6 、防水處理時(shí)與膠水結(jié)合性能好：由于 PVC 的極性較強(qiáng)，通常的膠粘劑也都有很強(qiáng)的極性，因此兩者相融性好，在做防水處理時(shí)，水密性和氣密性特別好。它與有機(jī)硅類膠粘劑、環(huán)氧樹脂、聚胺脂等都有極佳的相融性。

缺點(diǎn)： 1 、耐高低溫較差：只能在 -5 ℃— 65 ℃ 的情況下使用，限制了其使用范圍。 2 、抗沖、拉伸、彎曲、壓縮強(qiáng)度較差：在運(yùn)輸、使用時(shí)易破損。 3 、透明度不及 PMMA 、 PC 、 PS 、 PVC 合金，但優(yōu)于 PE 。 4 、耐磨性不及 PMMA 、 PC 、 PVC 合金，但優(yōu)于 PS 、 PE 。 5 、加工成型性不及 PE 、 PS 、 PMMA ，與 PC 、 PVC 合金相當(dāng)。

五、聚苯乙烯（ PS）

優(yōu)點(diǎn)： 1 、透明性能極佳，生產(chǎn)的產(chǎn)品外觀美觀。 2 、具有較好的剛性。 3 、加工性能好，比重小，價(jià)格低廉。

缺點(diǎn)： 1 、有很高的脆性，抗沖、拉伸、彎曲、壓縮強(qiáng)度差。 2 、耐高低溫性能較差； 3 、阻燃性極差，是一種易燃塑料； 4 、耐紫外線和氧老化性能較差，戶外使用容易變形和脆化，壽命極短。

六、聚乙烯（ PE）

優(yōu)點(diǎn)： 1 、柔韌性好，有利于燈具產(chǎn)品的運(yùn)輸和堆放。 2 、化學(xué)穩(wěn)定性較好：耐酸堿和有機(jī)溶劑的化學(xué)腐蝕。 3 、耐低溫性能好，能在 -70 ℃ 情況下正常使用，不脆化開裂。4 、比重小，加工性能好，價(jià)格低廉。

缺點(diǎn)： 1 、易燃燒，是上述幾種聚合物中最易燃燒的塑料。 2 、耐高溫性能差，只能在 60 ℃ 以下才能正常使用。 3 、防水處理時(shí)與膠水結(jié)合性極差：由于 PE 是完全非極性塑料，通常的膠粘劑都有很強(qiáng)的極性，因此兩者相融性極差，在做防水處理時(shí)，難以做到徹底防水。它與有機(jī)硅類膠粘劑、環(huán)氧樹脂、聚胺脂等幾乎不相融。 4 、耐紫外線和臭氧性能較差，不太適用于戶外使用。

綜上所述，針對(duì)燈具塑料外殼選用聚合物材料，從阻燃性、透光性、強(qiáng)度、壽命、成本等綜合因素考慮，綜合性能最佳的應(yīng)該是增強(qiáng)改性聚氯乙烯合金（ PVC 合金），其次是聚碳酸脂（ PC ）、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA- 壓克力）、聚氯乙烯（ PVC ），原則上聚苯乙烯（ PS ）和聚乙烯（ PE ）不能用作燈具外殼。

改性 PVC 合金在注塑加工時(shí)，料筒、螺桿最好采用不銹鋼材料，模具必須經(jīng)過防銹處理，澆注口適當(dāng)放大。擠出加工時(shí)，料筒、螺桿、模具必須經(jīng)過防銹處理。

目前市場(chǎng)上的燈具塑料外殼魚龍混雜，很多企業(yè)為了降低成本選擇了劣質(zhì)的聚合物材料，塑料外殼用不到一年就會(huì)產(chǎn)生龜裂、變形、變色等現(xiàn)象，更嚴(yán)重的是有些燈具廠家選擇了易燃的聚合物生產(chǎn)燈具外殼，造成火災(zāi)事故。在選擇塑料品種和牌號(hào)地還有一個(gè)很大誤區(qū)，認(rèn)為選擇了價(jià)格昂貴的塑料就能生產(chǎn)出高質(zhì)量的燈具外殼，其實(shí)不然，不同的燈具、不同的使用場(chǎng)合，對(duì)塑料的選擇必須不同，作為燈具外殼的聚合物材料，它的使用性能是不一樣的，必須科學(xué)地選擇。